El motor 2 tiempos. Válvulas rotativas

Sábado por la mañana, sábado que da inicio a la semana santa. En este momento están corriendo los entrenamientos del GP de China de F1.  Y por la noche, Barça-Madrid. Pero mi cabeza, como de costumbre, está en otros artefactos más pequeños. Si no me equivoco, la semana que viene es Santigosa, y me apetece ir a ver motos (me muero de ganas de ver alguna Ossa de estas pata negra que últimamente se anuncian).

Echo de menos en mi blog un artículo sobre los motores 2T. Algo que se entienda. Hay alguna página web por ahí, pero o bien no se entienden, o bien son tan superficiales que apenas entran en el meollo de la cuestión.

Todo el mundo conoce el funcionamiento de los 2T. Comparándolo con un 4T, la diferencia está en que un ciclo completo de un 2T se hace con 2 carreras del pistón, mientras que un ciclo de 4T necesita 4 carreras del pistón. Algunos autores hablan de motores de válvulas para el 4T y motores agujereados para el 2T. Esto, como se verá más adelante, no es necesariamente cierto (no siempre).

Vamos a ver todo lo que ocurre, más o menos, en un 2T pelado. Hay que tener en cuenta que los acontecimientos termodinámicos, en un 2T, ocurren por encima y por debajo del piston, con lo cual explicarlo puede resultar un tanto desordenado.

Estamos en el Punto Muerto Superior (PMS). Supongamos que justo ahí la mezcla ha explotado (aunque sabemos que no es cierto. Cuando empujamos un niño en un columpio, no le damos el empujón justo cuando está arriba, sinó un poco después). Seguimos, la mezcla ha explotado y el pistón está bajando. Por arriba está todo cerrado, toda la presión del gas caliente se utiliza para empujar el pistón hacia abajo. Por abajo, la entrada de mezcla fresca está abierta, y la diferencia de presion con el exterior hace que la mezcla que viene del carburador vaya entrando al carter. El pistón va bajando, el gas caliente se va expandiendo por la parte de arriba. Por abajo, se cierra el conducto de entrada, va entrando mezcla nueva y se va comprimiendo en el carter. Va quedando al descubierto el conducto del tubo de escape por la parte de arriba. Los gases calientes empiezan a salir. El pistón sigue bajando. Poco después de empezar a salir los gases de escape, va quedando abierto el conducto del transfer por donde llegan los gases frescos. En un 2T, suele haber un conducto que comunica la parte superior del pistón con la parte inferior, a través del cilindro. La mezcla fresca de abajo, apretada por el pistón que va bajando, pasa por este transfer y sale a la parte de arriba. Al salir, se encuentra con los últimos gases de escape que todavía quedan en el cilindro. Con la presión, el aire nuevo, mezclado con gasolina, debería empujar los gases calientes hacia fuera, en lo que se denomina barrido.  Pasamos por el Punto Muerto Inferior (PMI). Sigue el barrido, y el pistón empieza a apretar. No se consigue gran presión porque el tubo de escape sigue abierto. El pistón va subiendo y su falda empieza a cerrar el orificio del transfer. Se empujan los últimos gases hacia el tubo de escape. Salen gases quemados y gases nuevos, todo hacia fuera hasta que el pistón logra cerrar el conducto de escape. Por arriba ya está todo cerrado y el pistón empieza a comprimir. Por abajo, se abre el conducto que viene del carburador, y la depresión que se crea hace que la mezcla nueva empiece a entrar. Al pistón ya sólo le queda llegar arriba y empezar otra vez el ciclo.

Así de simple. Pero el diseño da ciertos problemas. No se puede controlar bien el momento de entrada y salida de los gases, viene dado por la posición del pistón. Si miramos desde el punto de vista de la entrada de gases, interesa que entre el máximo de carga. El conducto de entrada debería estar a la misma altura que la entrada al transfer, para que se aproveche hasta el último momento la entrada de gases. Pero si se hace así, con el pistón controlando las entradas y salidas, cuanto más abajo esté la entrada, más tarde empezará a entrar. Se hace necesario un control independiente.

Por este motivo los alemanes, que son muy listos, inventaron por los años 50 la válvula rotativa. La válvula rotativa es un disco con un agujero en un sitio concreto. A medida que gira, una vez cada ciclo, ofrece el agujero por donde pasan los gases frescos. Para modificar la apertura y cierre de esta válvulo, solo se tiene que modificar la posición y amplitud de este agujero. Con esta válvula se puede escoger libremente el momento de entrada de los gases.

Esta válvula, en el mundo del trial, la vimos en la aprilia TXR, a finales de los 80. Iba particularmente bien, sobretodo la de mi amigo Marc, que fue la única que prové (Què tal Marc, si tens alguna foto de la teva, la poso :) ).

Por esta época aparecieron también en el trial las válvulas de láminas, pero esto es otra historia.